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海藻酸钠辛烯基琥珀酸酯化修饰与豌豆蛋白复合微球构建及其对红枣提取物的封装性能研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月26日 来源:LWT 6.0
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本研究针对植物提取物中生物活性成分易氧化降解的问题,通过辛烯基琥珀酸酐(OSA)修饰海藻酸钠(SA),结合豌豆蛋白浓缩物(PPC)构建复合微球封装红枣提取物。研究发现OSA修饰显著提升微球封装效率(12.92%)和硬度(1.62 N),FTIR证实了蛋白-多糖-多酚相互作用,DSC显示改性微球热稳定性增强。该研究为植物源性活性成分的递送系统设计提供了新策略。
植物源性生物活性成分(如红枣中的多酚类物质)因其抗氧化、抗糖尿病等健康功效备受关注,但其环境敏感性导致加工和储存过程中易氧化失活。传统动物蛋白载体存在伦理和过敏风险,而植物蛋白与多糖的复合载体在结构稳定性和控释性能上仍有局限。如何通过分子修饰提升载体性能,成为食品科学与营养递送领域的关键挑战。
伊朗某研究团队在《LWT》发表研究,创新性地采用辛烯基琥珀酸酐(OSA)对海藻酸钠进行酯化修饰,联合豌豆蛋白浓缩物(PPC)构建复合微球,系统评价其对红枣提取物的封装效果。研究通过FTIR、DSC、SEM等技术揭示了OSA修饰对微球结构-功能关系的调控机制。
关键技术方法
研究通过OSA在碱性条件下对海藻酸钠进行酯化改性(15g OSA/100g胶体),与热变性PPC(78°C处理30分钟)复合后,采用钙离子交联法制备微球。以红枣乙醇/水提取物(初始总酚1149.80 mg GAE/L)为芯材,对比分析了改性/未改性微球在4°C和25°C储存14天的性能变化,通过SEM、质构分析、FTIR和DSC等多维度表征载体特性。
研究结果
3.1 总酚含量与稳定性
改性微球在冷藏条件下第14天仍保持105.53 mg GAE/L总酚含量,显著高于未改性组(97.40 mg GAE/L)。DSC显示改性微球在214.45°C出现多糖降解放热峰,表明OSA修饰增强了热稳定性。
3.2 微球特性
OSA修饰使微球直径从5.14 mm增至5.33 mm,硬度提升41%(1.15 N→1.62 N)。SEM显示改性微球表面更光滑,孔洞结构减少。
3.3 封装效率
冷藏储存的改性微球封装效率达12.92%,较未改性组(8.47%)提高52%,FTIR证实3421 cm-1处羟基振动峰位移,表明OSA与多糖形成酯键(1431 cm-1羧基峰增强)。
3.4 分子相互作用
酰胺II带(1569 cm-1)位移表明PPC构象变化,1633 cm-1处C=O伸缩振动证实蛋白-多糖复合物形成。
结论与意义
该研究首次将OSA-SA/PPC复合系统用于红枣多酚递送,证实化学修饰可显著提升植物蛋白基载体的机械强度和封装效率。改性微球在模拟饮料加工条件(pH 3.8,72°C巴氏杀菌)下仍保持稳定性,为开发清洁标签功能性食品提供了技术支撑。研究提出的SWOT分析指出,工业化生产需优化挤出工艺,未来应关注体内释放动力学及临床验证。这一成果拓展了GRAS材料在活性成分保护中的应用边界,对促进植物基健康产品开发具有重要指导价值。
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